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MPPT제어를 적용한 태양광발전 연계형 고온초전도마그넷 충전장치 특성 해석
Characteristic Analysis of HTS Magnet Charging System Combined with PV System Using MPPT Control 원문보기

한국초전도·저온공학회논문지 = Superconductivity and cryogenics, v.14 no.1, 2012년, pp.8 - 13  

김대욱 (연세대학교 신에너지전지기술협동) ,  윤용수 (신안산대학교 전기과) ,  정윤도 (수원과학대학교 전기과) ,  조현철 (연세대학교 전기전자공학과) ,  김호민 (제주대학교 전기공학과) ,  김태중 (한국폴리텍1대학 전기계측과) ,  오재기 ((주)오선텍) ,  고태국 (연세대학교 전기전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We already fabricated a proto-type HTS charging system with photovoltaic (PV) system and obtained design parameters for DC converter and HTS charging system. In order to develop the real scale charging system efficiently, we suggested a maximum power point tracking (MPPT) controller using a perturb ...

주제어

#HTS magnet charging system   #MPPT   #P&O algorithm  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 MPPT기법을 적용한 태양광에너지 시스템을 결합한 고온초전도 전원장치 동작특성에 대하여 PSIM을 이용한 시뮬레이션으로 구현하였다.
  • 이와 같이 외부변화에 따라서 최대 전력 동작점(Maximum Power Operating Point) 또한 달라지기 때문에 태양광 시스템이 최대 전력 동작점에서 운전되기 위해서는 태양전지의 MPPT 알고리즘에 의해서 운행되어야 하고, 태양전지 제어기는 이러한 변화에 따라 능동적으로 최대 전력을 추적할 수 있어야 하는데, 본 논문에서는 제어가 간단하여 널리 사용되는 P&O 제어기법을 활용하여 MPPT를 구현하였으며, 이를 적용한 초전도전원장치와 접목하여 PSIM 시뮬레이션 상용프로그램을 통하여 전체 시스템의 효율극대화를 검증하고자 한다[6].

가설 설정

  • PV 출력 전압을 섭동시키는 것은 DC/DC 컨버터의 스위칭 시그널인 duty를 조절시킴으로써 가능하다. 컨버터의 출력전압이 일정하다는 가정 하에서 컨버터 입력 전압인 Vref는 duty 비로써 제어가 가능하다. 그러므로 P&O 알고리즘은 그림 6처럼 duty 섭동 flow chart로 표현이 가능하다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PV 출력 전압은 무엇으로 섭동시킬 수 있는가? PV 출력 전압을 섭동시키는 것은 DC/DC 컨버터의 스위칭 시그널인 duty를 조절시킴으로써 가능하다. 컨버터의 출력전압이 일정하다는 가정 하에서 컨버터 입력 전압인 Vref는 duty 비로써 제어가 가능하다.
P&O 알고리즘의 개념은 무엇인가? P&O 알고리즘의 개념은 끊임없이 PV(photovoltaic)출력 전압(컨버터의 입력 전압)을 섭동(perturbation)시켜서 PV 출력전압 섭동의 결과인 전력(PV 출력 전력)을 sampling한 뒤 결과를 관측(observation)하는 것이다.
태양광발전의 장점은 무엇인가? 그 중에서도 태양광발전은 반도체소자를 이용하여 태양광을 받아 직접 전기를 발생하는 장치이다. 그 특징으로서는 태양에너지자원의 양이 거의 무한정하고, 공해가 전혀 없는 청정에너지라는 여러 장점들이 있다. 이에 태양광에너지를 전기에너지로 이용한 전력기기 시스템의 개발은 시스템의 효율을 향상시키기 위한 하나의 좋은 모델로 여겨지고 있고 다양한 전력시스템에 적용되고 있다[1-2].
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참고문헌 (8)

  1. 변상필, 정훈영, 박정규, 채민영, "태양광발전을 통한 하이브리드 자동차의 전력 공급 시스템", 전력전자학회지, 제 13권 제 4호, pp. 56-57, 2008년 9 월. 

    상세보기

  2. 강병복, 차인수, 임중열, 윤정필, 박세준, "태양광을 이용한 정원등", 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(I), pp. 129-132, 2004년 7월. 

  3. Yoon Do Chung, Dae Wook Kim, Hyun Chul Jo, Yong Soo Yoon, and Tae Kuk Ko, "Fundamental performance of novel power supply for HTS magnet using solar energy", Cryogenics, vol. 51, issue 6, pp. 220-224, June, 2011. 

    상세보기 crossref

  4. 김대욱, 정윤도, 조현철, 윤용수, 김현기, 고태국, "태양광에너지 시스템이 결합된 HTS 자속펌프의 제작 및 예비실험", 한국초전도.저온공학회 논문지, vol. 13, no. 1, pp. 22-26, 2011년 3월. 

  5. Femia, N. Petrone, G. Spagnuolo, G. Vitelli, M., "Optimization of perturb and observe maximum power point tracking method", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 20, Issue 4, pp. 963-973, July, 2005. 

    상세보기 crossref

  6. Chihchiang Hua, Chihming Shen, "Study of maximum power tracking techniques and control of DC/DC converters for photovoltaic power system", Power Electronics Specialists Conference, 1998. PESC 98 Record. 29th Annual IEEE, vol. 1 pp. 86-93, May, 1998. 

  7. Hyun Sung Kim, Na Young Kwon, Ki Sung Chang, Tae Kuk Ko, Ho Min Kim, Woo Seok Kim, Chan park, and Haigun Lee, "Characteristics of the YBCO Coated Conductor(CC) by Chemical Etching", IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 19, no. 3, June, 2009. 

  8. 김기현, 유권종, 정영석, 김영석, "Computer Simulation을 통한 MPPT제어 알고리즘 고찰", 추계전자학술대회 논문집, pp. 107-110, 2000년 11월. 

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